APP下载

具身认知理论视域下小学STEM教育发展路径

2023-02-08郭多祺

计算机应用文摘·触控 2023年2期
关键词:具身认知STEAM教育小学

关键词:具身认知;小学;STEAM教育

中图法分类号:G434 文献标识码:A

STEAM教育的前身为20世纪80年代美国人提出的STEM教育,包含4个学科,即Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Mathematics(数学)。其旨在从小培养学生动手、创新、综合应用科学知识的能力。随后,在原有4个学科的基础上加入了Art(艺术)学科,多個学科相融合从而得到STEAM教育。2015年,教育部在《关于“十三五”教育信息化工作的指导意见》中首次提出要探索“STEAM教育”新模式。2017年,《义务教育小学科学课程标准》规定将小学科学课提前到一年级并且每周课时不少于1节。2018年,教育部办公厅在《教育信息化和网络安全工作要点》中指出“探索信息技术在创客空间、跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等教育教学新模式中的应用,逐步形成创新课程体系。”从2015年我国首次提出探索STEAM教育,两年后提出将小学科学课提前讲授并保证每周不少于1节,再到不断探索STEAM教育教学模式的应用,一系列政策的提出都表明国家对于大力发展STEAM教育的重视,STEAM教育在小学阶段的开展对提升低年级学生综合实践能力、批判性思维、跨学科融合能力意义深远。具身认知理论强调身体在认知活动中的作用,认为思维、记忆、情感是在身体作用于环境的活动中塑造出来的。在具身认知理论视域下剖析当前小学STEAM教育的发展路径,不仅是对STEAM教育理念的延伸,而且是对具身认知理论的深化。

1具身认知理论的内涵

具身认知理论是心理学的一个新的研究领域,具身认知强调身体和心理的统一,反对笛卡尔提出的身心二元论。狭义的具身认知理论强调认知主要是由身体的动作和形式决定的。例如,外部环境刺激幼儿感官系统,幼儿大脑内神经递质释放、树突重塑和轴突生长,进而使感觉运动图式发生同化和顺应。广义的具身认知理论在强调身体与认知联系的基础上,提出身体与环境的相互作用使认知发生改变。在教育领域,具身认知强调重视身体经验对于心理认知的作用,根据具身认知来寻找合适的教学和学习方式。具身认知不是对传统认知的替代,而是更强调身体与心智之间的相互作用。

2具身认知理论的特点

2.1具身性

具身性是指个体身体的属性限制或约束了个体对周围世界的理解和认知,个体在身体方面存在差异,那么他们对这个世界的理解程度也会不同。人类和动物基于其身体构造的不同,在对周围世界的认知上也会存在较大差异:人类用眼睛丈量物体与自身的距离,猫使用胡须测量物体与自己的间距。人们在观察物体时,选择所处的位置、观看角度不同,投射到视网膜上的物体大小、状态也会存在差异。杰西卡等的实验对比了是否应用手部动作对学习效果的影响,也证实了这个观点:实验过程中被测者都使用图片来学习新的词汇并做到及时复习旧词汇,实验组可以应用手部动作加强记忆,对照组则限制手部动作的使用,只是凭借图片记忆。结果显示,实验组的学习效果明显高于对照组。在上位抽象的学习内容方面,有关案例证实了手势在学习过程中对理解抽象、复杂的数学概念具有关键性的作用。从上述例子中不难发现,若身体构造或者运动轨迹、动作姿势不同,则个体对周围世界的理解和感悟也不同,个体的发展情况更多地依赖行为活动带来的身体感知。

2.2情境性

情境性是指认知活动不只发生在个体的“大脑”中,更多的是发生在身体、大脑以及外界环境交互的过程中。例如,在日常生活中,对于不懂的知识,我们往往会利用周围的环境来弥补认知上的缺陷,因为个体的记忆力和理解能力有限,而环境恰好能够承载以符号性放置方式呈现的认知工作。可以看出,认知与环境是密不可分的,环境不仅丰富了外在的经验,而且丰富了内在的认知。

2.3互动性

具身认知理论认为学习就是人与人、人与环境交互,从而促进个体不断认知的过程。在互联网领域高速发展的今天,学生可以选择多种方式获取知识,但经过调查在学习某一门课程时,学生更倾向于面对面的学习方式,向有经验的人求教,这种在真实环境中的学习方式更有利于学生和教师进行互动。在互动的过程中,学习者可以直观地感受到他人的学习技巧和经验,有助于快速理解新知识。使用面对面的学习方式,可以与教师进行直接有效的交流,并及时获得反馈,有助于提升学习者学习动力,增强学习信心,从而起到正向刺激的作用。不难看出,利用有效的资源构建互动学习条件对教师在教学过程中引导学生合作交流有积极的影响。

3具身认知理论与小学STEAM教育的契合之处

具身认知理论强调身体和环境对于认知的重要性,其与小学STEAM教育有以下4点契合之处。

(1)两者皆强调“身体”功能在教学过程中的重要性。具身认知理论认为身体是改变和塑造个人认知的关键,身体功能的应用可以影响认知效果。小学STEAM教育也提到了类似的观点——实践,主张将抽象难懂的知识在脑、嘴、耳的作用下通过自己动手操作的方式变得具象化。应用数学、工程、科学、艺术等理论化知识,建构并设计解决实际问题以促进小学生发散性思维的养成。

(2)两者皆重视在教学活动中情境的创设。具身认知理论认为环境与认知是相辅相成的。在教学的过程中只有将认知嵌入身体中,身体放置于环境中,才会达到理想的教学效果。小学阶段的学生在接受STEAM教育时,对于晦涩难懂的知识,教师如果只是枯燥的讲述,学生将难以明白教师真实意图。此时,创设利于理解问题的情境有助于学生掌握知识,即根据知识的背景联系上下文发现问题并解决问题,可以看出环境会显著影响个体的认知情况。

(3)两者皆强调身体和认知要与情境不停地进行互动、碰撞,从而产生新的认知和新的经验。具身认知理论认为教学应在师生、学生间的互动过程中展开,“任何教学都是在实体、活动、关系和过程等维度上生成的”。同样,在小学STEAM教育的开展中也注意到了这一点,教学过程要求学习环境的设计要包括“协作”和“会话”两个要素,即同学间成立学习小组,共同搜集、分析整理学习资料,提出问题,组间成员交流探讨、解决问题并形成评价。探讨结果可以反映出其对所学内容的掌握程度。

(4)两者皆重视学生在课堂中的主体地位。传统教学模式以教师为中心,学生只是课堂上的“配角”。这种模式下学生习得知识的多少完全取决于教师的课下准备、课堂设计情况,而不是学生对于知识的自主研究、合作交流,这种模式与STEAM教育培养创新型人才的目标背道而驰。在小学STEAM教育中强调学生才是课堂的主体,教师在开展教学的过程中必须摒弃原有的教学理念,要将学生作为课堂主体,充分调动其主观能动性,让学生积极参与教学活动,引导学生主动探索知识,而不是学生被动地学,教师主动地教。

4具身认知理论视域下小学STEAM教育的发展路径

4.1将实践作为开展STEAM教育的教学目标

具身认知理论一直强调身体参与的重要性,认知离不开身体。这与小学STEAM教育看重实践性的理念不谋而合。具身认知理论认为,认知的发生具有涌现性的动力学机制,知识应该被理解为人类在参与这個世界过程中创造性的涌现、生成的产物。小学STEAM教育强调眼、手、脑全身心地参与学习活动,是对传统课堂的有效变革。在学习过程中,教师围绕一个问题展开教学,学生调动全身心来参与并实践,借助已有的知识平台体系搜集资料、整合资源,在小组交流探讨问题的过程中获得灵感并创造新成果。具身认知理论下的小学STEAM教育应注重各学科的深度融合和科学精神的培养而不是浅显的参与。如果教学目标的设定只是对STEAM的定义、特点等表层知识的学习并没有安排实践,那么这些知识对于学生的成长将毫无益处,不能形成相关联的知识结构,就无法支持学生将知识迁移到其他情境中,造成学习空洞的结果。

4.2创设问题情境,激发学生探究兴趣

体验是指我们共有的生物机能以及我们从环境中得来的身体和社会经验。具身认知理论认为情景的设置对学生的成长有潜移默化的影响,它有助于唤醒学生的具身认知体验,在日常生活中有着举足轻重的作用。小学STEAM教育的实施还需要注重相关情景的创设。通过活动情景的创设,激发学生的学习兴趣和激情,进而使其应用学到的知识解决问题。在认识论方面,教师要认识到学生不是“一块白板”,学生先前的体验使得他们具有“前经验”。在方法论方面,STEAM教育应采用能联结学生“前经验”的教育内容。学生在学习过程中可以将自己在“前经验”学习到的知识、技能、思维方式进行迁移或转变,从而使学生的思维更具发散性、灵活性并使其开启深度学习。

4.3加强协作,促进知识体系建立

互动是指不同主体之间相互交流、相互作用的行为和过程。具身化的教学观认为,频繁的人际互动是教学实施的内在要求:小学STEAM教育认为小组间的协作交流会引发创新性思维的碰撞。具身认知理论强调认知的生成是自身与他人相互作用的结果,认知不仅是具身的,也是主体间性生成的。社会环境中的每一个人都是一个独立的个体,但在生活中又势必会与他人进行合作交流,所以不能将每个人单独地割裂开,教师应该为学生提供认知的主体与他人的互动机会。这就要求教师在教学的过程中摈弃以往的陈旧观念,如学生上课需要一动不动地坐在凳子上、手要放在背后、全部面向教师听课、不允许随意讲话等。小学阶段的STEAM教师要转换自己的角色,让学生作为本堂课的主导者而不是听从者。在教学内容方面,用小组协作学习的方式开展STEAM教育是当今的主流,在进行相关的教育教学活动中,教师可以采取组建学习合作小组、组间成员共同讨论的方法加强教学。此过程有利于调动学生的学习热情,教学效果相比于传统模式的教学有大幅的改善,也可促使学生创新能力的提升。

总之,具身视域下的小学STEAM教育在日后的不断发展中需要重视学生在课堂中的主导地位,同时加强小组协作,并创设有效的学习情境,明确认知是嵌入身体中的,认识和身体又是嵌入环境中的。

作者简介:

郭多祺(1995—),硕士,研究方向:教育技术学。

猜你喜欢

具身认知STEAM教育小学
建构主义视域下的STEAM教育探析
STEAM教育在科学课堂中实践与思考
基于大数据对STEAM教育进行师生互动研究
创客文化背景下的STEAM教育开展
具身认知视域下社会工作专业硕士的教学反思
体育教学中准备活动的作用与类型研究
生本教育理念下的美术教学研究
注重简约化给数学课堂减负的探讨
基于新课标的语文阅读教学策略研究
基于具身认知理论的在线学习环境设计研究